JPH0667492B2

JPH0667492B2 - ジエツト気流式粉砕機

Info

Publication number: JPH0667492B2
Application number: JP61215346A
Authority: JP
Inventors: 理加納; 幸良山田; 茂実藤沢; 正之安口
Original assignee: Nisshin Engineering Co Ltd; Nisshin Seifun Group Inc
Current assignee: Nisshin Engineering Co Ltd; Nisshin Seifun Group Inc
Priority date: 1986-09-12
Filing date: 1986-09-12
Publication date: 1994-08-31
Anticipated expiration: 2009-08-31
Also published as: DE3730597C2; GB2196875A; DE3730597A1; GB2196875B; JPS6372361A; GB8720861D0; US4824030A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の利用分野）本発明はジェット気流式粉砕機に関し、詳しくは、ジェ
ット気流を利用した粉体の粉砕，解砕，みがきに用いら
れるジェット気流式粉砕機に関するものである。

（発明の背景）従来より、ジェット気流式粉砕機は、他の粉砕機に比べ
てメンテナンス及び操作性に優れているという利点を有
し、また後段に接続されることがある気流式分級装置と
のマッチング性がよいことなどから、近時においては広
く利用されるようになってきており、更に粉砕時におい
て問題となるような発熱が殆んどないという特徴から、
耐熱性に劣る粉体（プラスチック粉体等）の粉砕用とし
ては特に有用とされている。なおジェット気流式粉砕機
は、狭義の意味での粉体の粉砕の他、凝集した粉体の解
砕、あるいは粉体表面に固着した異物の除去にも用いら
れることがある。

このようなジェット気流式粉砕機としては、従来、例え
ば円形壁面の内面に沿って粉体を旋回流動させるよう
に、該円形壁面から内向き接線方向にジェット気流を噴
出するノズルを配置し、このジェット気流に粉体を巻込
みながら粉体同志の衝突を行なわせるようにした形式の
もの（以下旋回流タイプという）、粉体を巻込むジェッ
ト気流の噴出ノズルを内向きに対向させて該粉体の同志
の衝突力を高めるようにした形式のもの（以下粉砕ノズ
ル対向タイプという）、粉体を巻込むジェット気流を硬
質壁面等に吹き当てるようにした形式のもの（以下物体
衝突タイプという）、長円形に形成された気相流動路の
内部で粉体を気相流動させながら該気相流動路の壁面の
一部からジェット気流を噴出させ、このジェット気流に
粉体を巻込んで粉体同志の衝突による粉砕を行なわせる
ようにした形式のもの（以下ジェット・オー・マイザー
タイプという）、等々のジェット気流式粉砕機が知られ
ている。

しかしながら、これら種々提案され、また実施に供され
てきているこの種の粉砕機にはいくつかの問題点が指摘
されている。

例えば、上記旋回流タイプの粉砕機は、極少量の粉砕処
理を行なうには適するが、旋回流中心部から粉砕微粒子
を取出すという粉体取出しのための機構（一般に分級機
構と称される）の構造から、処理量を多くすると粒径の
大なる粉体の相当量も同時に取出されてしまうという難
があり、工業的規模での粉砕機としての処理能力を与え
るには構造的に適さないという処理効率，装置スケール
の点で問題がある。上記粉砕ノズル対向タイプの粉砕機
では、ノズル対向による顕著なる効果は衝突する粉体の
粒径が10μｍ程度以上までしか得られず、また上記物体
衝突タイプの粉砕機では、粉体衝突壁面の摩耗，該摩耗
に伴なうため、耐久性の点で難がある他、異物の混入の
問題がある。

更に上記ジェット・オー・マイザータイプの粉砕機は、
工業的規模の装置構成に対応可能な構造をなしているも
のであることから、分級機構の改良如何によっては、粒
径分布の一定化した粉砕粉体の取出しを効率よく行なえ
るようにした装置を提供し得る可能性があるが、得られ
る粉砕粉体の粒径があまり細かくならないという問題が
あるために、適用できる対象が限定されているという難
がある。

（発明の目的）本発明は、以上の観点からなされたものであり、その目
的は、上述したような従来のジェット気流式粉砕機にお
ける種々の問題点を解消し、処理効率に優れていて、特
に10μｍ程度以下の粒径の粉砕粉体を効率よく得ること
も可能な粉砕機を提供するところにある。

また本発明の他の目的は、構造が簡単かつ小型で、又操
作性にも優れた粉砕機を提供するところにある。

（発明の概要）而して、かかる目的の実現のためになされた本発明より
なるジェット気流式粉砕機の特徴とするところは、偏平
で概ね長円形の内部空間を区画する隔壁の壁内面によ
り、粉体の長円形状の気相流動を案内するための案内面
を形成させ、該内部空間の長円形長軸方向の一端側位置
には流動する粉体の粉砕ゾーンを設けると共に、該内部
空間の長軸方向の他端側には流動する粉体の分級ゾーン
を設け、更に上記粉砕ゾーンには、隔壁内面に沿って対
向形成させた内壁により粉体の気相流動路を形成させる
と共に、該粉体の流動方向に沿った複数位置に、該粉体
の流動方向に近似して粉体巻込み粉砕用のジェット気流
を吹込みするノズルを配置した構造のジェット気流式粉
砕機であって、上記粉砕ゾーンおいて粉体流動方向に隔
設配置されたジェット気流吹込み用の上記複数のノズル
間の少なくとも一ヵ所に、上記粉体の気相流動を抑制す
る流動抵抗手段を設けた構成をなすところにある。

本発明者等がかかる本発明を開発するに至ったのは次の
理由による。

すなわち、この種の気相流動する粉体を対象として粉砕
を行なうジェット気流式粉砕機においては、粉砕ゾーン
において粉体を大なる粉砕力でかつ効率よく粉砕させ、
他方、分級ゾーンにおいては大小の粒径のものが混在す
る粉体中から小なる粉体を分別して取出す、という二つ
の独立した機構部分のそれぞれで、望まれる要求を各々
好適に満足させることが良好な粉砕機を提供する上で求
められる。そしてこれを具体的な粉砕機に適用するに
は、粉砕ゾーンにおいては、粉体の流動性を抑制して滞
留時間を可及的に長くし、他、分級ゾーンにおいては粉
体の流動性を十分に与えて気相流動粉体の分級効果を高
める、という構成が好ましく採用されるということがで
き、かかる観点から上記本発明が提案されるに至ったの
である。

したがって、上記本発明の構成においては、粉砕ゾーン
での粉体流動性を抑制する流動抵抗手段を設けることと
共に、分級ゾーンにおいての粉体の流動性を高める手段
（以下流動性増幅手段という）を併せ設けることが好ま
しく採用され、このような流動性増幅手段としては、例
えば、概ね長円形の隔壁内の両端側に位置的に隔離して
配置された粉砕ゾーンと分級ゾーンとの間で、その一方
から他方への粉体の流動を促進，増幅させるように、気
流を吹込む等の手段が好ましく採用される場合が多い。

上記本発明の構成において、粉砕ゾーンでの粉体の流動
性を抑制する流動抵抗手段は、気相流動する粉体に対し
堰として機能するものとして構成されるものであり、具
体的には、例えば機械的，構造的な所謂流路制限（絞
り）手段を設ける、あるいは粉体を搬送する気相流に対
して略直交する気流を吹込んで粉体に対する気相搬送力
を抑制，制限させる、等々の手段が好ましく採用され
る。

上記構成の粉砕機に被処理粉体を投入させるには、粉体
が概ね長円形に気相流動するのに適するように、その投
入位置、投入方向を定めればよく、一般的には分級ゾー
ンから粉砕ゾーンに向かって粉体を流動させる径路に粉
体投入口を設けることが好ましい場合が多いが、特にか
かる構成に限定されるものではない。

なお本発明において、粉体を粉砕し又分級させるために
流動させる内部空間を区画するケーシングは、上記粉砕
ゾーン及び分級ゾーンを隔設して配置する目的から概ね
長円形として形成させるものとしているが、これは厳密
な意味で長円形とするべきものでないことは言うまでも
ない。

（発明の実施例）以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明よりなる一実施例のジェット気流式粉砕
機の構成概要を説明するためのものであり、図におい
て、１は粉体が気相流動される内部空間を示している。

この内部空間１は、図示の如く概ね水平で偏平な長円形
の空間として形成されていて、該長円形の空間外郭を限
定し、かつ粉体の流動路を形成するための気相流動案内
外壁５（以下単に外壁５という）と、隔壁底板13と、蓋
体10とによって外部から気密的に封止されている。11,1
2は該封止を保証するシールリングである。

またこの内部空間１の内には、粉砕ゾーン２と分級ゾー
ン３を離間隔設させると共に、これら両者ゾーンの好適
な構成を形成させるのに利用される図示形状の中央隔壁
ブロック６が形成されていて、この中央隔壁ブロック６
が、粉砕ゾーン２においては、上記外壁５に沿って対向
形成された気相流動案内内壁60により気相流動する粉体
の粉砕ゾーンにおける気相流動路4bを提供し、また分級
ゾーン３においては、旋回流によって微粉体の中央部分
からの取出しを行なうようにした本例分級機構のための
旋回流案内内壁61を提供するように設けられている。

また粉砕ゾーン２と分級ゾーン３との間は、上記外壁５
と中央隔壁ブロック６とで通路形状の気相流動路4a,4c
を形成するようになっている。

上記のように外部から封止された内部空間の外側には、
該内部空間１とは隔壁底板13,外壁5,中央隔壁ブロック
６により圧力的に隔離され、また外部に対しては圧力室
ケーシング14により圧力的に隔離された圧縮空気室７が
設けられている。

この圧縮空気室７は、圧縮空気取入れ口20に接続された
圧縮空気導入管21を介して図示しない外部の圧縮空気源
（例えばコンプレッサ等）に接続されていると共に、後
述するジェット気流噴出ノズル50a〜50eから、上記内部
空間１に対して圧縮空気を吹込むようになっている。

またこの圧縮空気室７は、透孔９を介して上記中央隔壁
ブロック内圧縮空気室８にも接続されていて、上記と同
様に後述するジェット気流噴出ノズル50fから上記内部
空間１に対して圧縮空気を吹込むようになっている。

また本例の粉砕機における粉体の投入機構は、第１図
（ａ），第２図及び第５図（ａ）により詳しく図示され
るように構成されている。すなわち分級ゾーン３から気
相流動路4aに連なる位置に、外部端が圧縮空気室７に臨
みかつ内部端が気相流動路4aに臨む粉体噴出ノズル40を
設けると共に、この粉体噴出ノズル40の中間位置の上部
を、蓋体10の上部に取付けた粉体供給ホッパー42の下端
落口41に接続させ、圧縮空気が圧縮空気室７から上記ノ
ズル40内部通路を通って内部空間１に吹出す際に、エジ
ェクタ効果により同時に粉体を内部空間１に吹出しさせ
るようになっている。なお43は上記記ノズル40内部の通
路に嵌挿されたディフューザーである。

上記ノズル40によって、ホッパー42からの粉体は第１図
（ａ）に示す如く気相流動路4aの長尺方向に噴出され
る。

なお15は圧力室ケーシング14を支持する脚であり、脚15
を除く上記各構成部分は、一般的にはステンレス等の鏡
面仕上された材質の材料を用いて構成される。また摩耗
性の大きい粉体にはセラミックも利用される。

第４図は、上記内部空間１において行なわれる粉体の流
れの概要を図解的に示したものであり、以下同図に示さ
れている粉砕ゾーン２及び分級ゾーン３の具体的構成に
つき説明する。

本例における粉砕ゾーン２の構成は、第１図（ａ）に示
す如く構成されている。すなわち、円弧状に形成されて
いる粉体搬送気体の通路である気相流動路4a〜4cには、
搬送気体と共に流動する粉体の流動方向に概ね近似し
て、ジェット気流を吹込む第１〜第４のジェット気流噴
出ノズル50a〜50dが、適宜所定の間隔をおいて外壁５に
設けられ、これらの各ノズル50a〜50dは、外部端が上記
圧縮空気室７に臨むと共に、内部端が気相流動路4b又は
4cに臨むようになっていて、該ノズル内部を通して圧縮
空気室７から圧縮空気を気相流動路4b又は4cに吹込むよ
うに設けられている。

これらのノズル50a〜50dには、上記粉体噴出ノズル40と
同様に内部にディフューザーが嵌挿され、気流の噴出速
度を調整して、上記した方向への気流の噴出により、流
動する粉体を巻込んでの粉体同志の衝突による粉砕が好
適に行なわれるようになっている。第５図（ｂ）はこの
ジェット気流の噴出による粉体の巻込み、衝突の状態を
示している。

そして本例の特徴は、上記第１〜第４のジェット気流噴
出ノルズ50a〜50dとは別に、第２及び第３のノルズ50b,
50cの間において、気相流動路4bを挾んで対向配置さ
れ、かつジェット気流の噴出方向が該気相流動路4bに対
して略直角な方向に設定されている、第５及び第６のジ
ェット気流噴出ノルズ50e,50fが設けられているところ
にある。

これら第５及び第６のジェット気流噴出ノルズ50e,50f
の構造は、気相流動路4bに対する気流噴出方向が異なる
他は、上記他のノズルの構造と実質的に同じであり、圧
縮空気室７からの圧縮空気を該気相流動路4bに吹込むよ
うになっている。

したがって、該第５及び第６のジェット気流噴出ノルズ
50e,50fからの気流の噴出が一種の堰（以下気流堰とい
う）とし作用することにより、気相流動する粉体は、気
相流動路4bにおいてその流動性に対しての抵抗を受ける
ことになって、該ノルズ50e,50fからの気流の噴出がな
い場合に比べて上流側位置（ノルズ50a,50b側）での粉
体の滞留時間が長くなる。それ故にノルズ50a,50bから
噴出される気流による粉体の巻込み、粉体同志の衝突機
会の増大が得られ、粉砕効率の向上が達成されることと
なる。

上記気流堰形成のための気流の噴出空気量は、ノズル内
のディフューザーを交換することで、あるいは独立した
空気源を持てば同じノズルでも圧力調整することで調整
でき、対象とする粉体の種類，処理量によっても一定し
ないが、一般にノズル50fの噴出空気量は、50aのそれに
対し１／３〜３／２程度に設定するのが好ましい場合が
多い。

上記ノルズ50e,50fからの気流噴出により形成される気
流堰の下流側では、ジェット気流噴出ノルズ50c,50dか
らの気流噴出により、粉体に対するジェット気流による
粉砕機会の付与と共に、抑制された気相の流動性を再び
増幅させて、分級ゾーンでの好ましい分級性能が与えら
れるようになっている。

本例における分級ゾーン３の構成は、内部空間１に投入
されて、粉砕ゾーン２を経て該分級ゾーン３に導かれた
粉体を、外壁５及び旋回流案内内壁61によって旋回流動
させながら、該分級ゾーン３の中央位置に形成させた蓋
体10の微粉取出し口30から、空間内部の正圧により該粉
体取出し口30から外部に抜ける気流にのせて、微粉を外
部に導出させるように設けられてなっている。

なお31は、適宜後段する気流式分級機に連なる微粉取出
し管であり、微粉取出し管接続フランジ32を介して蓋体
10に接続固定されている。

上記旋回流方式による分級取出しの原理は、粉砕された
粉体のうちの小粒径の微粉を、気相流による搬送力と、
該粉体に作用する遠心力との関係で分別して取出す方式
のものとして従来知られているものであるが、本例は、
かかる原理の分級取出し機構を粉砕機に適用するに当
り、分級効率を高めるように、粉砕機のための構成を該
原理に都合よくマッチングさせているという特徴があ
る。

すなわち、本例の粉砕機においては、長円形の気相流動
路を形成している内部空間１において、その長円形の直
線部分をなしている気相流動路4a及び4cのそれぞれの上
流端位置に、粉体の気相流動性を高めるように気流を噴
出するノズル（粉体噴出ノズル40と第４のジェット気流
噴出ノズル50d）を配置し、これにより粉体に対しての
外壁５内面に沿っての流動が好適に与えられるようにし
ているのである。

このような構成によれば、比較的大きな粒径の粉体（粗
粉）については、分級ゾーン３での中央部に向かった気
相の流れよりも気相流動に伴なう遠心力が大きく作用す
る結果として、該大きな粒径の粉体は再度粉砕ゾーン２
側に流動するが、十分微粉化された小粒径の粉体につい
ては、上記遠心力よりも分級ゾーン３の中央部に向かっ
た気相の流れによる搬送力の作用の方が打勝って、該微
粉は微粉取出し口30から外部に取出されることになるの
である。第５図（ｃ）はこの微粉が外部に流出する際に
同時に外部に取出される状態を示している。

以上のような構成をなすジェット気流式粉砕機を用いて
試験した例につき示す。

実施例1,2 本試験は、50％平均径D₅₀＝37.6μｍの黒鉛粉体を被粉
砕対象原料として、圧縮空気室７には6.0〜6.2kg／cm²
の圧縮空気を導入させることで、全風量1.6〜1.4Nm³／m
in（ノズル径2mm、１本当り風量0.2〜0.22Nm³／min）と
して行なった。

粉体の処理量は、2.5kg／ｈから25kg／ｈの間とした。

なお実施例１においては全ノズル50a〜50fを開放して気
流の噴出を行なわせ、実施例２においては、第６のノズ
ル50fを閉塞して他のノズルから気流の噴出を行なわせ
た。

その結果を第６図に示した。図中Ａは実施例１を示し、
Ｂは実施例２を示している。

比較例１第５及び第６のノズル50e,50fを共に閉塞させて、気流
噴出による気流堰の形成を行なわなかった他は、上記実
施例1,2と同様にして試験を行ない、その結果を第６図
にＣ線によって示した。

第６図の結果より明らかなように、気流堰の形成により
粉体の粉砕効率が向上し、また同一粒径の粉体を粉砕製
造する場合には、本発明実施例において処理量が大幅に
増大することが分かる。

第７図及び第８図は、いずれも本発明の他の実施例を示
したものであり、第７図は気流堰を形成させるための対
向ノズルを２対（50e,50fと50g,50h）設けた他は上記第
１図の実施例と略同様の構成の粉砕機を示している。

また、第８図に示した粉砕機は、上記粉体の気相流動の
抑制を、気流堰ではなく構造的な絞りによって与えるよ
うにした場合の例を示している。この第８図の例では、
第１図の対向ノズル50e,50fの位置に、気相流動路4bを
狭く制限する一対の山型の絞りブロック51、52を対向形
成させて、気相流動粉体に対する堰としての効果を作用
させるようにしている。

このような構造的な堰の形状は、上記気流堰において観
察される粉体の流動状態を参考として、あるいは実験
的，経験的に選択して決定することができる。

（発明の効果）以上述べたように、本発明よりなるジェット気流式粉砕
機においては、従来のジェット気流式粉砕機における種
々の問題点を解消し、特に比較的小粒径の粉体を粉砕製
造する場合にも処理効率に優れていて工業的規模での実
施に十分対応することが可能となり、また従来は、特殊
で小量の処理能力の装置でしか得られなかった10μｍ程
度以下の粒径の粉砕粉体を、十分工業的な規模で得るこ
とを可能とした粉砕機を提供できるという効果がある。

また本発明よりなる粉砕機は、構造が簡単かつ小型で、
又操作性にも優れているという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明よりなるジェット気流式粉砕機の
構成概要一例を示す一部を断面した平面図、第１図
（ｂ）は同装置の縦断正面図、第２図は同装置の外観を
示す正面図、第３図は同装置の外観を示す平面図、第４
図は同装置における粉体の流れの概要を説明する図、第
５図（ａ）〜（ｃ）は同装置における部分の粉体の流れ
を示した一部断面図、第６図は同装置を用いて行なった
試験結果を示した特性図、第７図及び第８図はそれぞれ
本発明の他の実施例のジェット気流粉砕機の構成概要を
示す一部断面を含む部分平面図である。 1:気相流動内部空間 2:粉砕ゾーン、3:分級ゾーン 4a,4b,4c:気相流動路 5:気相流動案内外壁 6:中央隔壁ブロック 7:圧縮空気室 8:中央隔壁ブロック内圧縮空気室 9:透孔、10:蓋体 11:シールリング、12:シールリング 13:隔壁底板、14:圧力室ケーシング 15:脚 20:圧縮空気取入れ口 21:圧縮空気導入管 30:微粉取出し口、31:微粉取出し管 32:微粉取出し管接続フランジ 40:粉体噴出ノズル 41:下端落口、42:粉体供給ホッパー 43:ディフューザー 50a〜50h:ジェット気流噴出ノズル 51,52:絞りブロック 60:気相流動案内内壁 61:旋回流案内内壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】偏平で概ね長円形の内部空間を区画する隔
壁の壁内面により、粉体の長円形状の気相流動を案内す
るための案内面を形成させ、該内部空間の長円形長軸方
向の一端側位置には流動する粉体の粉砕ゾーンを設ける
と共に、該内部空間の長軸方向の他端側には流動する粉
体の分級ゾーンを設け、更に上記粉砕ゾーンには、隔壁
内面に沿って対向形成させた内壁により粉体の気相流動
路を形成させると共に、該粉体の流動方向に沿った複数
位置に、該粉体の流動方向に近似して粉体巻込み粉砕用
のジェット気流を吹込みするノズルを配置した構造のジ
ェット気流式粉砕機であって、上記粉砕ゾーンおいて粉
体流動方向に隔設配置されたジェット気流吹込み用の上
記複数のノズル間の少なくとも一ヵ所に、上記粉体の気
相流動を抑制する流動抵抗手段を設けたことを特徴とす
るジェット気流式粉砕機
【請求項２】上記流動抵抗手段が、上記気相流動路に対
し概ね直交した方向に気流を吹込む気流吹込み装置であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のジ
ェット気流式粉砕機
【請求項３】上記流動抵抗手段が、上記気相流動路を狭
く制限する絞り機構であることを特徴とする特許請求の
範囲第（１）項記載のジェット気流式粉砕機